TIM基因多态性与变应性鼻炎相关性研究进展

文 志，田道法

（1.湖南中医药大学第二附属医院耳鼻咽喉科，湖南 长沙 410005 ；2.湖南中医药大学，湖南 长沙 410208）

变应性鼻炎和哮喘均为与遗传及环境因素共同作用的多基因遗传病。TIM （T cell immunoglobulin domain and mucin domain） 基因家族是在研究变应性疾病易感基因的过程中，在小鼠第11号染色体上可以调节T细胞和气道表型的基因座位tapr上发现了一个新的基因家族。近年来，国内外学者已经证实了TIM基因家族在哮喘的发生和发展中起重要作用，对TIM基因多态性与变应性鼻炎的相关性也作了初步研究。

1 TIM基因家族生物学特性简介

1.1 TIM基因及TIM蛋白的基本结构

小鼠的TIM基因家族由8个成员组成，即TIM-1 ～ TIM-8，位于小鼠染色体11B1.1，其中TIM-5、TIM-6、TIM-7、TIM-8是预测基因。人类TIM 家族由3个成员组成，即TIM-1，-3，-4，位于染色体5q33.2。人类的这3个TIM基因相应于小鼠的TIM-1、TIM-3和TIM-4，但没有TIM-2。另外，在其他染色体上还发现有因内含子缺失或翻译起始区缺失所致的TIM假基因[1]。

TIM蛋白是TIM基因编码的一类具有共同基序的I型跨膜糖蛋自，其基本结构包括一个信号肽、特征性的免疫球蛋白可变区样（IgV）结构域、黏蛋白样区、跨膜区和含有磷酸化位点的胞内尾区。TIM家族成员IgV样区包括4个保守的半胱氨酸，TIM-4 IgV还有可与整合素结合的RGD基序。黏蛋白区各成员之间有较大的变异；TIM-3黏蛋白样结构域最短，TIM-4黏蛋白样结构域最长，但均富合苏氪酸、丝氨酸和脯氨酸。这些成员胞内区约含42～77个氨基酸，这是小鼠和人类同源物中最高度保守的区域。小鼠TIM-L、TIM-2和TIM-3在胞内区都有酪氨酸-磷酸化基序，而TIM-4的胞内区缺失了酪氨酸残基[1]。

1.2 TIM基因家族的生物学效用

TIM-1表达于Th2细胞和开始活化的幼稚T细胞表面，为T细胞的活化提供协同信号，并促进相关细胞因子的分泌；TIM-2仅在动物细胞中发现，选择性地表达于Th1细胞表面，负性调节Th2的分化增殖及细胞因子的分泌；TIM-3选择性地表达于Th1细胞表面，负性调节Th1介导的免疫应答；TIM-4是TIM-1的天然配体，主要表达在活化的抗原提呈细胞 （APC） 表面。

1.2.1 TIM-1 TIM-1是最早发现的人类TIM基因，该基因与多种生理功能和病理效应有着广泛的联系。TIM-1首先是作为肾损伤分子被识别的。TIM-1 mRNA及其蛋白的表达在缺血性肾损伤时突然增高，而在健康肾脏中却很低[2]。人TIM-1最先被鉴定为甲型肝炎病毒的细胞受体，可表达于肝细胞[3]。通过与TIM-1自然配体的竞争性结合模式，甲肝病毒可与表达在Th2细胞上的TIM-1结合；两者结合后，即可抑制Th2细胞的激活，影响T细胞的分化，导致Th1细胞与Th2细胞的平衡关系失调[4]。

TIM-1不表达于Th1细胞，却表达在Th2细胞及开始活化的幼稚T细胞上，有望成为区分Th1细胞与Th2细胞的表面分子标记[5]。Umetsu 等证实，抗TIM-1的单克隆抗体（3B3）有共刺激T细胞的作用，该抗体能与活化的抗原递呈细胞（APC） 共同激活未致敏的CD4+T细胞，并且只能刺激Th2细胞分泌细胞因子而不能促使Th1细胞分泌细胞因子。即使在没有活化的APC细胞存在情况下，抗TIM-1抗体也能促进Th2细胞的增殖活性[5]。Anjali等证实，TIM-1分子通过细胞质区的酪氨酸磷酸化机制发挥共刺激作用[6]。TIM-1的过度表达会导致活化T细胞核因子、激活蛋白-1 （NFAT／AP-1） 的过度激活，而NFAT／AP-1等转录因子在Th2细胞发育、IL-4的表达过程中起关键性的激动作用[7]。

1.2.2 TIM-3 TIM-3是第一个发现的TIM家族成员，其蛋白由281个氨基酸构成，选择性地表达于Th1细胞表面，在CD8+细胞毒性T细胞上也有表达[8]。

TIM-3的生物学效应是调控Th1细胞的免疫应答。实验性变态反应性脑脊髓炎（EAE）是一种自身免疫性疾病，在一定程度上该病的进程取决于Th1/Th2的平衡状态。Th1细胞与该病的恶化进程相关，而Th2型细胞因子则与该病的缓解过程相关。在疾病过程中引入抗TIM-3单抗后会导致病情恶化，引入TIM-3-Ig也可产生相似的结果，同时还可观察到大量Th1型细胞因子 （IL-2和IFN-γ） 的产生[8]。给予可溶性TIM-3免疫球蛋白融合蛋白后，Thl细胞表现过度增殖，IFN-γ分泌量大量增加[9]。这些现象提示，TIM-3蛋白可能抑制Thl型细胞反应。

Zhu等[10]发现并鉴定了半乳凝素-9（Galectin-9）为TIM-3的配体。体外实验结果显示，半乳凝素-9诱导的细胞内钙流动、Thl细胞的聚集和凋亡，都是TIM-3依赖性的；而在活体使用半乳凝素-9，也会导致IFN-γ生成细胞的选择性缺失和Thl型免疫反应的抑制。

2 TIM基因多态性与哮喘的关系

Chae等[11]研究发现，Timl启动子区和编码区有10个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）变异与韩国人群哮喘显著相关。Gao等[12]对非裔美国人的对照研究发现Tim-1基因的多态性变异与哮喘的易感性相关，Tim-3却与此没有相关性。崔天盆等[13]采用聚合酶链反应（PCR）检测92例湖北地区健康者和119例变应性哮喘患者TIM-l基因第4外显子插入/缺失多态性和第8内含子拼接供体部位（intervening sequence，IVS）8+9 G/A的单核苷酸多态性，湖北汉族人群存在Tim-1外显子4插入/缺失和IVS8+9 G/A多态性，其分布与日本人群相似，Tim-1两个位点多态性与湖北地区汉族成人变应性哮喘无相关性，但是不排除TlM-1的其他多态性与变应性哮喘之间存在相关关系。张成才等[14]对湖北153名哮喘患者和130名正常对照的TIM-3基因T-1541C和T-574G两个SNP位点进行了分析，发现在湖北汉族人群中T-1541C与哮喘无相关，而T-574G位点与哮喘具有相关性。李际盛等[15]采用聚合酶链反应-限制性片断长度多态性（polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism，PCR-RFLP）法检测449例哮喘患者以及386例正常对照TIM-3基因启动子区域单核甘酸多态位点T-882C及T-574G的基因型，两位点的基因型、等位基因分布以及单倍体型分布在哮喘组与对照组之间均有统计学差异，结论为中国汉族人群TIM-3基因启动子区域单核苷酸多态T-882C、T-574G与支气管哮喘易感性相关。

3 TIM基因多态性与变应性鼻炎的关系

3.1 TIM-1基因多态性

Mou Z 等[16]首次报道TIM-1基因多态性与汉族人群变应性鼻炎相关。应用PCR技术、聚丙烯酰胺凝胶电泳等方法检测汉族人群185例变应性鼻炎患者外周血，其TIM-1存在启动子区-416G＞C 和 -1454G＞A 单核苷酸多态性及外显子4插入/缺失多态性。将基因多态性与血清屋尘螨特异性IgE水平做相关分析，发现TIM-1启动子区-416G＞C 和 -1454G＞A 单核苷酸多态性与汉族人群变应性鼻炎的发病及血清屋尘螨特异性IgE水平明显相关，但与血清总IgE含量无相关性，从而认为，这些单核苷酸多态性可能在汉族人群变应性鼻炎易感性中发挥重要作用，可能是汉族人群变应性鼻炎发病的危险因素之一；以TIM-1为靶点，可能为变应性疾病的防治提供一条新的有用路径。

3.2 TIM-3基因多态性

Chae SC等[17]研究发现，与非变应性疾病对照组相比较，哮喘患者和变应性鼻炎患者的TIM-3基因-574T＞G 基因型和等位基因频率都有明显差异性，并且变应性鼻炎患者的4259G＞T 等位基因频率也有明显差异性，提示TIM-3基因-574T＞G多态性可能与哮喘、变应性鼻炎等变应性疾病的易感性有关。

王长青等[18]对山西地区汉族人群TIM-3启动子区-574 G／T单核苷酸多态性进行研究，采用等位基因特异性聚合酶链反应检测了132例变应性鼻炎患者和120名健康者静脉血TIM-3启动子区-574G／T的单核苷酸多态性，计算基因型和等位基因频率，发现-574 G／T位点基因型频率和等位基因频率均与变应性鼻炎明显相关，认为山西汉族人群TIM-3启动子区存在多态性变异，其中-574G／T单核苷酸多态性可能与该地区汉族成人的变应性鼻炎易感性有关。

黄映红等[19]研究TIM-3启动子区-1541C＞T基因多态性与变应性鼻炎的关系，运用多聚酶链反应技术检测88例变应性鼻炎及102例正常人外周血TIM-3启动子区-1541C＞T基因多态性，与对照组相比较，发现变应性鼻炎组TIM-3启动子区-1541C/C基因型频率明显增高，C/T基因型频率在患者组明显降低，差异有显著性意义。结果说明，TIM-3启动子区-1541存在单核苷酸多态性变异，且TIM-3启动子区-1541C＞T可能在变应性鼻炎的发生发展中起一定作用，但其具体机理还不清楚。

4 展望

目前，对TIM家族与变应性鼻炎的研究尚处于起步阶段。虽然已经证实了TIM基因家族多态性与变应性鼻炎的相关性，但其具体机制尚不清楚，有待于我们进一步深入研究，并为基因防治变应性鼻炎的新疗法提供理论依据。

[1] Kuchroo VK,Umetsu DT,DeKruyff RH,et al. The TIM gene family：emerging roles in immunity and disease[J].Nat Rev lmmunol,2003,3(6)：454-462.

[2] Su EW,Lin JY,Kane LP.TIM-1 and TIM-3 proteins in immune regulation[J].Cytokine,2008,44(1)：9-13.

[3] Silberstein E,Xing L,van de Beek W,et al. Alteration of hepatitis A virus (HAV) particles by a soluble form of HAV cellular receptor 1 containing the immunoglobin-and mucin-like regions regions[J].J Virol,2003,77：8 765-8 774.

[4] McIntire JJ,Umetsu SE,Akbari O,et al.Identification of Tapr (an airway hyperreactivity regulatory locus) and the linked Tim gene family[J].Nat Immunol, 2001,2：1 097-1 116.

[5] Umetsu SE,Wang-Ling L,McIntire JJ,et a1.TIM-1 induces T cell activation and inhibits the development of peripheral tolerance[J].Nat Immunol,2005,6(5)：447-454.

[6] KuEHN E W,PARK K M,SOMLO S,et a1.Kidney injury molecule-1 expression in murine polycystic kidney disease[J].Am J Physiol Renal Physiol,2002,283：F1 326-1 336.

[7] De Souza AJ,OrissTB,O'Malley K,et al. Tim-1 is expressed on in vivo-activated T cells and provides a co-stimulatory signal for T cell activation[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences(USA),2005 (47)：17 l13-17 118.

[8] Monney L,Sabatos CA,Gaglia JL,et a1.Thl-specific cell surface protein Tim-3 regulates macrophage activation and severity of an autoimmune disease[J].Nature,2002,415：536-541.

[9] Sabatos CA,Chakravarti S,Cha E,et al.Interaction of Tim-3 and Tim-3 ligand regulates T helper type 1 responses and induction of peripheral tolerance[J].Nat Immunol,2003,4：1 102-1 110.

[10] Zhu C,Anderson AC,Schubart A,et a1.The Tim-3 ligand galectin-9 negatively reguIates T helper type l immunity[J].Nat Immunol,2005,6：1 245-1 252.

[11] CHAE S C,SONG J H,HE0 J C,et a1.Molecular vadations in the promoter and coding regions of human tim1 gene and their association in Koreans with asthma[J].Hum Immunol,2003,425(6895)：576.

[12] Gao PS,Mathias RA,Plunkett B,et al.Genetic variants of the T-cell immunoglobulin mucin 1 but not the T-cell immunoglobulin mucin 3 gene are associated with asthma in an African American population[J].J Allergy Clin Immunol,2005,115：982-988.

[13]崔天盆,巫学兰,吴健民,等. Tim-1基因多态性与湖北地区汉族成人变应性哮喘关系的研究[J].中国免疫学杂志, 2004,20(6)：396-399.

[14] 张才成,吴健民,崔天盆,等.湖北汉族人群TIM-3基因多态性与变应性哮喘的相关性[J].中华医学遗传学杂志,2006,23(01)：74-77.

[15] 李际盛,刘奇迹,王 频,等.中国山东汉族人群TIM-3基因启动子区域两单核苷酸多态与支气管哮喘的相关性[J].山东大学学报,2006,44(11)：1 159-1 163.

[16] Mou Z, Shi J, Tan Y,et al.Association between TIM-1 gene polymorphisms and allergic rhinitis in a Han Chinese population[J].Investig Allergol Clin Immunol,2010,20(1)：3-8.

[17] Chae SC,Park YR,Lee YC,et al. The association of TIM-3 gene polymorphism with atopic disease in Korean population[J].Hum Immunol,2004,65(12)：1 427-1 431.

[18] 王长青,彭诗东.TIM-3基因的多态性与变应性鼻炎的相关性[J].山西医药杂志,2008,37(8)：688-690.

[19] 黄映红,赖 荷,张建国,等.变应性鼻炎与Tim-3启动子区基因多态性的研究[J].国际医药卫生导报,2009,15(15)：12-15.